Обычные цементные бетоны способны выдерживать без разрушения повышение температуры до 200°С. При возведении элементов тепловых агрегатов (футеровка промышленных печей, газоходов и печных вагонеток, фундаментов печей и труб, перекрытий АЭС и т.д.) с целью уменьшения потребности в огнеупорных изделиях, требующих значительного расхода энергии на их изготовление, а также для повышения производительности строительных работ применяют жаростойкие бетоны.

Жаростойкие бетоны эффективно применять при изготовлении как монолитных конструкций, так и сборных бетонных элементов. Для изготовления жаростойких бетонов обычно применяют вяжущее, тонкомолотой гидравлически активную добавку, а также жаростойкие заполнители - крупный и мелкий.

Жаростойкость сырьевых материалов, применяемых в таких бетонах, в основном определяет предельно допустимую температуру их использования. В зависимости от этого показателя жаростойкие бетоны подразделяют на классы: для классов от 3 до17 предельная температура применения составляет, соответственно, от 300 до 1700°С; для класса 18 - более 1700°С. Жаростойкие бетоны способны сохранять свойства как при длительной, так и кратковременном воздействии указанных температур. Основной характеристикой жаростойких бетонов является снижение прочности при сжатии после нагрева и выдержки образцов при температуре 800°С. Жаростойкие бетоны имеют обычно прочность от 1,0 до 50 МПа, среднюю плотность от 500 до 2500 кг/м³.

В качестве вяжущих для жаростойких бетонов в основном используются портландцемент, шлакопортландцемент, быстротвердеющий портландцемент, глиноземистый цемент, жидкое стекло, каустический магнезит.

Минеральные добавки в жаростойких бетонах необходимо использовать для повышения устойчивости вяжущего к действию высоких температур. Благодаря введению в цементный камень различных высокодисперсных минеральных добавок, устойчивых к воздействию высоких температур и способных связывать свободный оксид кальция, который образуется при высоких температурах, увеличивается жаростойкость цементного камня. Такими добавками служат зола-уноса, молотый кирпич, шамот, андезит, доменный и топливный шлаки и др. Добавка молотого гранулированного доменного шлака обеспечивает устойчивость гидратированного портландцемента при нагревании до 500...600°С и предотвращает снижение прочности гидратированного глиноземистого цемента в интервале 100...1000°С.

В бетонах, работающих при температурах до 700°С, могут быть использованы заполнители из базальта, андезита, туфа и других изверженных вулканических пород, которые не содержат свободного кварца. В обычных заполнителях, содержащих кварц, происходят полиморфные превращения, вызывающих разрушение бетона. Неустойчивыми к воздействию высоких температур также карбонатные породы. Наиболее распространенным заполнителем для жаростойких бетонов до 1300 ° С является бой шамотного кирпича. Для получения бетонов повышенной жаростойкости используют магнезитовые, хромитовые, корундовые, шпинельни, форстеритов и другие заполнители. Для легких бетонов используются различные пористые заполнители: керамзит, вспученный перлит, вермикулит и др. Для обеспечения спекания бетона при максимально низкой температуре применяют добавка-плавные (например, ильменит). Минимальную усадку обеспечивает наиболее плотный зерновой состав заполнителя.

Склады жаростойких бетонов на портландцементе подбирают по обычным методикам, но ввиду того, что в процессе нагрева прочность значительно снижается, при назначении состава бетона следует стремиться к получению более высокого класса за счет минимального водовьяжучого отношения. При выборе оптимального расхода вяжущего наряду с прочностью следует учитывать огневую усадку бетона. Ориентировочные составы жаростойких бетонов на портланд- и шлакопортландцементе приведены в табл. 1.

Таблица 1

Склады жаростойких цементных бетоно